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专利号: 2019114144468
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于空间三维曲线分析的变压器绕组短路故障在线检测方法,其特征在于:通过一次侧、二次侧电压差 一次侧电流 和一次侧、二次侧电流差 所代表的正弦量构建△V-I1-△I空间三维曲线轨迹,来实现变压器绕组匝间短路故障的在线检测以及定位;通过对比分析空间三维曲线轨迹在不同投影面的椭圆轨迹差异,来实现绕组短路故障的在线检测及故障位置判断。

2.基于空间三维曲线分析的变压器绕组短路故障在线检测方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:首先测取变压器绕组正常时的电压电流数据,变压器一次侧的电压和电流分别为 和 变压器二次侧的电压和电流为分别 和 计算变压器二次侧归算到一次侧的电压电流为 和 计算变压器一次侧、二次侧的电压之差 计算变压器一次侧、二次侧的电流之差

步骤2:用步骤1所得到的 和 所代表的正弦量,构建△V-I1-△I空间三维曲线,并以此作为指纹轨迹;

步骤3:在变压器运行一定周期后,在相同的测试条件下,测量此时的电压电流数据,测得的变压器一、二次侧电压值和电流值,分别为 和 计算变压器二次侧归算到一次侧的电压值、电流值分别为 和 计算变压器一次侧、二次侧的电压之差计算变压器一次侧、二次侧的电流之差 用所得到得 和 所代表的正

弦量构建新的△V-I1-△I空间三维曲线;

步骤4:将步骤3所构建的新的△V-I1-△I空间三维曲线轨迹,与步骤2所构建的指纹轨迹作对比分析,若步骤3所构建的新的△V-I1-△I空间三维曲线出现以下故障特征时:①、在空间曲线的△V-I1投影面中,椭圆轨迹的长轴变长;

②、在空间曲线的△V-I1投影面中,椭圆轨迹的长轴沿顺时针旋转一定的角度;

③、在空间曲线的△V-I1投影面中,椭圆轨迹的离心率有所减小;

则判定变压器绕组可能发生了短路故障;

步骤5:在新的△V-I1-△I空间三维曲线的△V-△I的投影面中,根据不同的椭圆轨迹特征差异分析,实现绕组短路故障位置的判断。

3.根据权利要求2所述基于空间三维曲线分析的变压器绕组短路故障在线检测方法,其特征在于:步骤1中, 和 为变压器绕组正常时的电压电流数据, 和为变压器二次侧归算到一次侧的电压和电流;若为单向变压器,则

其中,K为变压器的变比;若为三相变压器,则根据不同的联结组标号,计算归算后的电压电流的幅值和相位即可。

4.根据权利要求2所述基于空间三维曲线分析的变压器绕组短路故障在线检测方法,其特征在于:步骤2中,所述△V-I1-△I空间三维曲线,是在消除正弦量时间参数ωt后,以所表示的正弦量为x轴、以 所表示的正弦量为y轴、以 所表示的正弦量为z轴,构建的空间三维曲线。

5.根据权利要求2所述基于空间三维曲线分析的变压器绕组短路故障在线检测方法,其特征在于:步骤3中,在相同的测试条件下,是指步骤3中变压器一次侧所加电压与步骤1中一次侧所加电压大小相同、步骤3中变压器二次侧所接负载与步骤1中变压器二次侧所接负载大小相同。

6.根据权利要求2所述基于空间三维曲线分析的变压器绕组短路故障在线检测方法,其特征在于:步骤4中,所述将步骤3所构建的新的△V-I1-△I空间三维曲线轨迹与步骤2所构建的指纹轨迹作对比分析,情况分为三种:一是变压器绕组正常;

二是变压器绕组在某个位置发生了短路故障;

三是变压器绕组发生了其他类型的故障;

若变压器绕组正常,则步骤3所构建的新的△V-I1-△I空间三维曲线与步骤2所构建的指纹轨迹会完全重合在一起,不会表现出任何的轨迹差异;

若变压器绕组发生了短路故障,则由于变压器等效电路模型结构上的改变,使得步骤3所构建的新的△V-I1-△I空间三维曲线轨迹发生相应的改变,在空间曲线的△V-I1投影面中,与绕组正常时的指纹轨迹相比,椭圆轨迹的长轴变长;长轴沿顺时针旋转一定角度;同时,椭圆轨迹的离心率,即椭圆扁平程度有所减小,能够有效的判断变压器绕组是否发生了短路故障;

若变压器绕组发生了其他类型的故障,则在新的△V-I1-△I空间三维曲线△V-I1投影面中的椭圆轨迹会表现出区别于上述判断短路故障的特征差异。

7.根据权利要求2所述基于空间三维曲线分析的变压器绕组短路故障在线检测方法,其特征在于:步骤5中,新的△V-I1-△I空间三维曲线的△V-△I投影面中,根据不同的椭圆轨迹特征差异分析,实现绕组短路故障位置的判断是指:在△V-△I投影面中,不同短路位置的椭圆轨迹表现出了不同的特征差异,针对某一特定变压器绕组而言,若在出厂时进行了变压器短路故障试验,并构建了相应的△V-I1-△I空间曲线,则根据对△V-△I投影面中椭圆轨迹的面积、旋转角度等轨迹特征的分析,能够判断绕组短路故障的发生位置。